核電是國之重器,尤其在中美貿戰(zhàn)中更為關鍵。今年8月,美國正式發(fā)起對華新一輪制裁,目標直指核電。幸運的是,中國在多年前就通過自主研發(fā)、建造實踐,培養(yǎng)人才,徹底擺脫了核電的進口依賴。從1991年首座核電站秦山的并網發(fā)電,“裂變”至如今形成“華龍一號”、“國和一號”兩大三代自主核電型號,達到了85%以上的國產率。
美國近期發(fā)布對華“核限令”,將中國最大核企中廣核列入實體名單。事實上,在核電這一重要領域,歷任美國政府都在不斷加強對華管控。因此,中國政府在核電技術上確定了一條“引進、消化、吸收、再創(chuàng)新”之路。當前,中國的兩條自主核電技術線,“國和一號”、“華龍一號”的國產率均超過了85%,尤其是“國和一號”(CAP1400),超越了2007年引進的美國西屋AP1000技術所設置的135萬千瓦技術門檻,獲得自主知識產權,并取得多項創(chuàng)新。這項技術將在山東石島灣落地,擬建設2臺大型先進壓水堆核電機組,設計壽命60年,單機容量140萬千瓦。
已建成三代核電裝備供應鏈
2004年,中國確認從美國西屋引進第三代核電技術AP1000。彼時,中國已經具備了二代及二代+核電的批量建設能力,但在技術及設備產業(yè)鏈上仍有一些關鍵環(huán)節(jié)被國外壟斷,亟待突破。2007年,中國出臺壓水堆重大專項,為的就是在引進AP1000基礎上,開發(fā)出具有自主知識產權的CAP1400大型先進壓水堆核電技術,建成示范電站。
“國和一號”總設計師、上海核工院院長鄭明光告訴記者,專項實施前,中國核電產業(yè)一直面臨設計、材料、關鍵設備“卡脖子”的問題。“只有邁過去,完成創(chuàng)新和超越,才能兌現(xiàn)當年‘引進技術以后不再落后’的承諾”。
比如,在蒸汽發(fā)生器690U型管研發(fā)上,國外將相關的研究數(shù)據(jù)、關鍵工藝視為核心技術,對中國嚴格封鎖。鄭明光回憶,項目組最早想去法國采購,多次嘗試都未能成功。“后來,干脆橫下心來自己做。一家能生產還不夠,要幾家都能做才行。”
這倒逼了產業(yè)鏈環(huán)節(jié)各企業(yè)能力的提升。記者在上海電氣核電設備有限公司的核島主設備加工車間看到,“國和一號”的蒸汽發(fā)生器正在進行生產工序。“在蒸汽發(fā)生器直徑6米多的管板組件上要打20050個孔,工藝非常復雜,體現(xiàn)了我們的核心制造能力。”該公司金工車間主任單杰介紹。
目前,中國已經建成面向全球、中外共享的三代核電裝備供應鏈體系。每個主設備都具備有2-5家可生產替補的企業(yè)。
在建機組11臺 更具競爭力
“國和一號”主要的設計創(chuàng)新還包括,進一步降低堆芯熔化概率、72小時無人工干預之后補給能力、抗擊大型商用飛機撞擊能力、高可靠性的儀控保護系統(tǒng)、優(yōu)化的放射性廢物處理系統(tǒng)、改善系統(tǒng)總體布置和人機界面等。同時,“國和一號”更具經濟優(yōu)勢。鄭明光表示,相比歐洲的EPR、美國的AP1000,“國和一號”批量化后造價至少還能再降低10%以上。
“法國、俄國、韓國現(xiàn)在都有自主技術,中國一定要有吸引力才能真正走出去。”上海電氣核電集團黨委書記何延慶對大公報表示,中國的優(yōu)勢在于,發(fā)達國家核電站已趨飽和,而中國在建核電機組11臺,居世界第一。“三代技術能在中國‘走’一遍,所以我們更擁有成本優(yōu)勢。”
從秦山的30萬千瓦起步,“華龍一號”、“國和一號”是中國核電研發(fā)從引進、吸收和再創(chuàng)新的產物。如今,中國核電潮以秦山為“引擎”,田灣、福清、石島灣等核電站相繼發(fā)展,星羅棋布,在東南沿海強勁地顯現(xiàn)出來。
超越美紅線 “盡信屋不如無屋”
2007年,中國從美國西屋公司引進三代非能動先進核電技術AP1000,在此基礎上,啟動了三代核電完全自主化的道路。西屋公司在技術轉讓時劃了一條紅線,即:中國在引進AP1000核電技術基礎上,只有開發(fā)出凈電功率大于135萬千瓦的大型先進非能動核電站,才能擁有自主知識產權。
其中,“軟土地基”和“飛機撞擊”是中國土建領域的兩個核心技術。西屋公司在技轉中對這兩個課題進行了全面的技術封鎖。為此,核工業(yè)土建方面知名專家夏祖諷便帶領結構創(chuàng)新團隊的同事們研究軟土地基上的核島結構分析技術、拓展標準設計的廠址適宜性;自主開展核電廠抵抗商用大飛機撞擊研究,有效支撐了相關安全評審。
夏祖諷認為,技轉是個好事,但絕不能一味“復制西屋”,否則便是“一直在學習,永遠沒超越”。因此,在西屋技轉期間,以夏祖諷為首的核電人一方面抓緊時間學習西屋技術,另一方面也一再強調“盡信屋不如無屋”。這里的“屋”,自然就是西屋。
2016年,“國和一號”通過國際原子能機構(IAEA)的通用安全審評,獲得國際認可。曾經西屋劃的那條“紅線”已被突破。“國和一號”大型先進非能動壓水堆,功率達到1500兆瓦,超越了AP1000技術引進合同設置的1350兆瓦的技術門檻。
華龍一號雙層安全殼可抵御撞機
距離福建福清市32公里遠,福清核電5號機組一處高達73.98米的外穹頂高聳入天。這一有望于明年商用的機組,可全面驗證具有中國自主知識產權“華龍一號”的核電技術水平。
“華龍一號”是中國另一條三代核電自主技術線。中核集團福清核電副總工程師周賽軍坦言,其中最難的就是整體的設計方案,而“華龍一號”的核電的自主性體現(xiàn)在自主知識產權覆蓋了設計、燃料、設備、建造、運行、維護全流程,更是在安全性上提高了兩個數(shù)量級。
目前中國大多核電站是二代或二代+技術,中核集團福清核電黨委宣傳部部長成利介對大公報表示,“華龍一號”作為三代技術的先進性就在于安全性能的提升。不僅能夠全面滿足福島核事故后核電廠改進行動通用技術要求,采用的雙層安全殼還能抵御大飛機的碰撞。
“我們自主開發(fā)了核電專用軟件,形成了完整的知識產權體系,完全不受進口依賴。”周賽軍介紹,2015年,中核集團發(fā)布了中國首套自主核電軟件包和一體化軟件集成平臺(NESTOR),目前已應用于福清5、6號的反應堆工程設計工作中。
自主之路始秦山 援建巴基斯坦
中興禁運令事件刺痛了國人,引發(fā)社會各界對國家科技基礎實力的熱議。中國的核電也曾經歷受制于人的局面,在幾代核電人的堅守和努力下,第一座核電站秦山已建成9臺機組,總裝機容星660.4萬千瓦,年發(fā)電量約500億千瓦時,是目前中國核電機組數(shù)雖最多、堆型品種最豐富的核電基地。
走進秦山核電站,整潔干凈的廠區(qū),經典的壓水堆外殼,無不展現(xiàn)著它歷史的沉淀和驕傲。而彼時,秦山核電站的設計和建設在當時中國沒有任何先例可循。“中國剛開啟核電技術時曾確認以壓水堆為主的發(fā)展路線,但由于西方的封鎖,便以經濟合作的方式曲線突破,在秦山三期確立了與加拿大的重水堆堆型合作。”秦山核電董事長吳崗對大公報表示。
在秦山一期30萬千瓦級機組實現(xiàn)并網發(fā)電僅15天后,中國便與巴基斯坦簽訂建造同樣堆型的兩臺30萬千瓦級機組合同。目前,由秦山核電負責調試運行的巴基斯坦恰希瑪核電基地4臺30萬千瓦機組已投入運行。
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